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成果简介
建设创新型国家的战略决策和智能电网、分布式能源、可再生能源等行业变革，对电气工程学科人才培养提出了前所未有的挑战。清华大学电机系以学生为中心，深入思考了学生“学什么、怎么学、怎么（学以致）用”这3个根本性问题，建立了基础与前沿并重、微观和宏观兼顾的新课程体系，创新了以挑战性课程和多样化因材施教相辅相成的人才培养模式，建设了以校内实验平台、课外科技平台和校外实践平台为主体的“三足鼎立”的实践教学环境，创建了特色鲜明、可推广、可借鉴的拔尖创新人才培养体系。
近年来，我国电力和电工两大行业取得了迅猛发展，在2013年我国进入福布斯世界500强的95家企业中，电力电工企业占据8席，我国发电机装机容量和年发电量已居世界第一。李克强总理在2014年的政府工作报告中指出：要“积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设。”可以看出，智能电网、分布式能源、可再生能源等新技术，催生了电力和电工这两大行业的重大变革。行业变革对高校人才培养提出了新需求，要求学生具备扎实的基础以及跨学科知识、创新能力突出、有国际视野。
以上两方面的变化，对既有的人才培养体系提出了诸多新的问题和挑战，主要体现在以下几个方面：（1）行业的迅猛发展导致新的技术手段层出不穷，知识更新速度明显加快，既有的课程体系已不能满足这些变化。（2）创新的本质属性包括多样化和实践性，但原有的以理论课堂为主要场所来实施知识传授的人才培养模式，不能满足拔尖创新人才培养的需求。（3）现在通行的以单门课程的实验和以传统发电形式为主体的实践平台，不能满足知识更新和拔尖创新人才培养的双重需求。上述挑战是深层次、系统性的，既有电气工程学科特色，也是高等教育发展所面临的普遍问题，必须从人才培养的全方位进行深刻变革，才能有效应对，尽快培养出拔尖创新人才。
成果解决教学问题的方法
要想应对上述挑战，必须将人才培养体系转换为以学生为中心，即应深入思考：要想使得清华大学电机系培养出来的毕业生能够满足国家和行业在知识、能力、创新和实践等方面的更高需求，学生要学什么？怎么学？怎么（学以致）用？这3个问题需要从课程体系、人才培养模式和实践环境3个不同角度来回答。
以先进的课程体系帮助学生站在学科发展的最前沿
（1）对电气工程学科的核心知识点进行系统梳理，凝练出12门专业核心课程，充分体现本学科能量处理与信号处理兼顾的特色。（2）新开设“电气工程导论”和“电气工程技术发展讲座”2门导论课，分别在学生大一秋季和大三春季开授，帮助学生纲举目张，明晰电气工程学科的知识架构。（3）与时俱进地陆续开设出“可再生能源与未来电力技术（英）”“太阳能光伏发电及其应用”“智能电网概论”“智能电网中的储能技术”“低碳电力技术基础”等反映学科发展前沿的新课程，帮助学生提升适应学科和行业迅速发展的能力。
以新颖的人才培养模式促进学生创新性思维的发展
（1）在核心课中推广翻转课堂、主动式学习等先进教学方法，提高课程的挑战度，让学生在课堂内能感受到创造知识和用知识进行创造的乐趣。（2）制定《电机系“拔尖创新人才培养计划”实施方案》，设立专业知识型、优秀SRT型、综合能力型和奇思妙想型等不同因材施教培养类型，选配相关领域经验丰富的指导教师，在实验环境和实验条件等方面创造条件，对具有不同特色和潜质的学生进行个性化分类培养。
以完备的实践环境助力学生实现科研梦想
（1）建成包含风电、光伏发电、储能等电气工程学科新方向的“前向”培养实验平台;以相关知识点贯穿专业基础课与专业课的“纵向”培养实验平台;以学生自主创新为导向的课外科技活动“横向”培养实验平台。（2）建立了11个校外专业实践基地，涵盖火电、风电、水电和核电等发电企业，变压器、发电机、互感器等电工装备制造企业，以及多家电网企业，实现了电力、电工行业的全覆盖。以导论课、核心课、前沿课为代表的先进的课程体系，能够满足学生在知识获取方面的基础需求;高挑战度课程与因材施教的师徒制人才培养模式相结合，有助于学生涌现出“勇于探索的创新精神”;前向、纵向、横向实验平台和覆盖面广的校外专业实践基地，有益于学生获得“善于解决问题的实践能力”。课程体系、人才培养模式和实践平台共同作用，形成了电气工程学科拔尖创新人才培养体系。
成果的创新点
建立了基础与前沿并重，微观和宏观兼顾的电气工程学科新课程体系，解决了新时期电气工程人才“学什么”的问题
凝练出覆盖能量处理和信号处理的12门专业核心课，围绕行业内出现的新能源与智能电网等重大变革，新开设多门学科发展前沿课和逐级递进的导论课。新课程体系既包括若干前沿进展讲座，也提供扎实的学科基础;既深入讨论具体二级学科甚至领域方向的技术细节，又对电气工程学科和相关交叉学科进行完整系统的介绍。实践证明，这样的课程体系有效应对了行业中新技术手段层出不穷对人才培养知识体系方面的挑战。
创新了以高挑战度核心课程和多样化因材施教为代表的电气工程学科拔尖创新人才培养模式，解决了新时期电气工程人才“怎么学”的问题
通过深入实施多种形式的因材施教和研究型学习，将以考试成绩为主导的人才评价和培养模式转化为多样化的人才培养模式，将以知识传授为主的教学方式转化为以学生“做中学”为主的研究型学习方式，建立了适应卓越工程计划和电气工程学科发展需求的人才培养模式，有效应对了创新的多样化和实践性本质对人才培养模式方面的挑战。
建设了以校内实验平台、课外科技平台和校外实践平台为主体的“三足鼎立”的实践教学环境，设立了体系完整的专业实践基地，解决了新时期电气工程人才“怎么（学以致）用”的问题
将“前向”“纵向”和“横向”平台置于同等重要的地位，称之为“三足鼎立”。“三足鼎立”的实践教学环境，成为电气工程学科拔尖创新人才培养过程中不可或缺、相辅相成的实践条件，实现了从大一新生研讨课一直延伸到本科或研究生毕业的全学习时间轴的实践教学不断线。校内外实践教学环境有效应对了行业迅猛发展和创新性人才培养对实践方面的挑战。 成果的推广应用效果
（1）对人才培养体系的认可和支持。2008年电气工程及其自动化专业获批特色专业点，2010年第一批参加卓越工程计划，2012年获批专业综合改革试点。电气工程实验教学中心于2008年被评为国家级实验教学示范中心。宁夏电力公司实习基地于2012年被评为国家级工程实践教育中心。
（2）课程体系方面。12门专业核心课中，5门为国家级精品课，4门为国家级精品资源共享课。“电气工程导论”课程由院士杰青，基金委创新团队负责人等教授亲自任教。虽然该课程为任选课，但自开设以来，每届学生均100%选修。近年来新开设的“智能电网概论”“可再生能源与未来电力技术（英）”“太阳能光伏发电及其应用”等新课程受到学生普遍欢迎，选课人数明显高于传统选修课。
（3）人才培养模式方面。翻转课堂和挑战式学习模式在专业核心课中得到普遍使用，深受学生欢迎。“电力电子技术基础”课程自2009年起实施基于项目的学习。2009-2013年自主实验项目的学生报名数量分别为4名、10名、20名、40名、60名。“电路原理”课程在2013年尝试翻转课堂教学方法，期末同卷成绩比平行班高8分。在《电机系“拔尖创新人才培养计划”实施方案》支持下，学生完成了一大批专业特色鲜明、有创新性的项目。
（4）实践教学环境方面。电气工程实验教学中心开设实验课程27门，负责为电机系500多名本科生和600多名研究生提供实践动手训练环境。灵活利用现有条件，为学生准备了24小时开放的创新实验室，提供微机和基本测控仪表，学生可随时刷校园卡进入开展科技活动。设立了行业分布合理的711个学生生产实习基地、5个认识实习基地和6个研究生就业实践基地。
（5）人才培养成果方面。从2007级本科生开始，超过75%的学生在毕业前参加过一次以上的课外科技活动（此前的比例约为40%）。近年来，电机系本科生持续不断在全国性科技竞赛中取得佳绩。其中最具代表性的是电机系本科生代表队经校内选拔，于2009、2011和2013年连续3次代表清华大学参加全国大学生“挑战杯”，并均获得一、二等奖（清华大学每年派出约6个代表队，电机系是唯一连续3次代表清华大学参赛并获奖的院系）。
（6）宣传推广方面。2011年清华大学教务处组织修订本科培养方案经验交流会，电机系受邀作为5个交流发言之一;2012年清华大学教务处组织卓越计划实施推进会，电机系受邀作为4个交流发言之一。电气工程实验教学中心在国家级实验教学示范中心联席会电子学科组中独树一帜，受邀在2011年工作会中发言。在全国教学刊物和会议上发表论文8篇，获得积极反响。
建设创新型国家的战略决策和智能电网、分布式能源、可再生能源等行业变革，对电气工程学科人才培养提出了前所未有的挑战。清华大学电机系以学生为中心，深入思考了学生“学什么、怎么学、怎么（学以致）用”这3个根本性问题，建立了基础与前沿并重、微观和宏观兼顾的新课程体系，创新了以挑战性课程和多样化因材施教相辅相成的人才培养模式，建设了以校内实验平台、课外科技平台和校外实践平台为主体的“三足鼎立”的实践教学环境，创建了特色鲜明、可推广、可借鉴的拔尖创新人才培养体系。
近年来，我国电力和电工两大行业取得了迅猛发展，在2013年我国进入福布斯世界500强的95家企业中，电力电工企业占据8席，我国发电机装机容量和年发电量已居世界第一。李克强总理在2014年的政府工作报告中指出：要“积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设。”可以看出，智能电网、分布式能源、可再生能源等新技术，催生了电力和电工这两大行业的重大变革。行业变革对高校人才培养提出了新需求，要求学生具备扎实的基础以及跨学科知识、创新能力突出、有国际视野。
以上两方面的变化，对既有的人才培养体系提出了诸多新的问题和挑战，主要体现在以下几个方面：（1）行业的迅猛发展导致新的技术手段层出不穷，知识更新速度明显加快，既有的课程体系已不能满足这些变化。（2）创新的本质属性包括多样化和实践性，但原有的以理论课堂为主要场所来实施知识传授的人才培养模式，不能满足拔尖创新人才培养的需求。（3）现在通行的以单门课程的实验和以传统发电形式为主体的实践平台，不能满足知识更新和拔尖创新人才培养的双重需求。上述挑战是深层次、系统性的，既有电气工程学科特色，也是高等教育发展所面临的普遍问题，必须从人才培养的全方位进行深刻变革，才能有效应对，尽快培养出拔尖创新人才。
成果解决教学问题的方法
要想应对上述挑战，必须将人才培养体系转换为以学生为中心，即应深入思考：要想使得清华大学电机系培养出来的毕业生能够满足国家和行业在知识、能力、创新和实践等方面的更高需求，学生要学什么？怎么学？怎么（学以致）用？这3个问题需要从课程体系、人才培养模式和实践环境3个不同角度来回答。
以先进的课程体系帮助学生站在学科发展的最前沿
（1）对电气工程学科的核心知识点进行系统梳理，凝练出12门专业核心课程，充分体现本学科能量处理与信号处理兼顾的特色。（2）新开设“电气工程导论”和“电气工程技术发展讲座”2门导论课，分别在学生大一秋季和大三春季开授，帮助学生纲举目张，明晰电气工程学科的知识架构。（3）与时俱进地陆续开设出“可再生能源与未来电力技术（英）”“太阳能光伏发电及其应用”“智能电网概论”“智能电网中的储能技术”“低碳电力技术基础”等反映学科发展前沿的新课程，帮助学生提升适应学科和行业迅速发展的能力。
以新颖的人才培养模式促进学生创新性思维的发展
（1）在核心课中推广翻转课堂、主动式学习等先进教学方法，提高课程的挑战度，让学生在课堂内能感受到创造知识和用知识进行创造的乐趣。（2）制定《电机系“拔尖创新人才培养计划”实施方案》，设立专业知识型、优秀SRT型、综合能力型和奇思妙想型等不同因材施教培养类型，选配相关领域经验丰富的指导教师，在实验环境和实验条件等方面创造条件，对具有不同特色和潜质的学生进行个性化分类培养。
以完备的实践环境助力学生实现科研梦想
（1）建成包含风电、光伏发电、储能等电气工程学科新方向的“前向”培养实验平台;以相关知识点贯穿专业基础课与专业课的“纵向”培养实验平台;以学生自主创新为导向的课外科技活动“横向”培养实验平台。（2）建立了11个校外专业实践基地，涵盖火电、风电、水电和核电等发电企业，变压器、发电机、互感器等电工装备制造企业，以及多家电网企业，实现了电力、电工行业的全覆盖。以导论课、核心课、前沿课为代表的先进的课程体系，能够满足学生在知识获取方面的基础需求;高挑战度课程与因材施教的师徒制人才培养模式相结合，有助于学生涌现出“勇于探索的创新精神”;前向、纵向、横向实验平台和覆盖面广的校外专业实践基地，有益于学生获得“善于解决问题的实践能力”。课程体系、人才培养模式和实践平台共同作用，形成了电气工程学科拔尖创新人才培养体系。
成果的创新点
建立了基础与前沿并重，微观和宏观兼顾的电气工程学科新课程体系，解决了新时期电气工程人才“学什么”的问题
凝练出覆盖能量处理和信号处理的12门专业核心课，围绕行业内出现的新能源与智能电网等重大变革，新开设多门学科发展前沿课和逐级递进的导论课。新课程体系既包括若干前沿进展讲座，也提供扎实的学科基础;既深入讨论具体二级学科甚至领域方向的技术细节，又对电气工程学科和相关交叉学科进行完整系统的介绍。实践证明，这样的课程体系有效应对了行业中新技术手段层出不穷对人才培养知识体系方面的挑战。
创新了以高挑战度核心课程和多样化因材施教为代表的电气工程学科拔尖创新人才培养模式，解决了新时期电气工程人才“怎么学”的问题
通过深入实施多种形式的因材施教和研究型学习，将以考试成绩为主导的人才评价和培养模式转化为多样化的人才培养模式，将以知识传授为主的教学方式转化为以学生“做中学”为主的研究型学习方式，建立了适应卓越工程计划和电气工程学科发展需求的人才培养模式，有效应对了创新的多样化和实践性本质对人才培养模式方面的挑战。
建设了以校内实验平台、课外科技平台和校外实践平台为主体的“三足鼎立”的实践教学环境，设立了体系完整的专业实践基地，解决了新时期电气工程人才“怎么（学以致）用”的问题
将“前向”“纵向”和“横向”平台置于同等重要的地位，称之为“三足鼎立”。“三足鼎立”的实践教学环境，成为电气工程学科拔尖创新人才培养过程中不可或缺、相辅相成的实践条件，实现了从大一新生研讨课一直延伸到本科或研究生毕业的全学习时间轴的实践教学不断线。校内外实践教学环境有效应对了行业迅猛发展和创新性人才培养对实践方面的挑战。 成果的推广应用效果
（1）对人才培养体系的认可和支持。2008年电气工程及其自动化专业获批特色专业点，2010年第一批参加卓越工程计划，2012年获批专业综合改革试点。电气工程实验教学中心于2008年被评为国家级实验教学示范中心。宁夏电力公司实习基地于2012年被评为国家级工程实践教育中心。
（2）课程体系方面。12门专业核心课中，5门为国家级精品课，4门为国家级精品资源共享课。“电气工程导论”课程由院士杰青，基金委创新团队负责人等教授亲自任教。虽然该课程为任选课，但自开设以来，每届学生均100%选修。近年来新开设的“智能电网概论”“可再生能源与未来电力技术（英）”“太阳能光伏发电及其应用”等新课程受到学生普遍欢迎，选课人数明显高于传统选修课。
（3）人才培养模式方面。翻转课堂和挑战式学习模式在专业核心课中得到普遍使用，深受学生欢迎。“电力电子技术基础”课程自2009年起实施基于项目的学习。2009-2013年自主实验项目的学生报名数量分别为4名、10名、20名、40名、60名。“电路原理”课程在2013年尝试翻转课堂教学方法，期末同卷成绩比平行班高8分。在《电机系“拔尖创新人才培养计划”实施方案》支持下，学生完成了一大批专业特色鲜明、有创新性的项目。
（4）实践教学环境方面。电气工程实验教学中心开设实验课程27门，负责为电机系500多名本科生和600多名研究生提供实践动手训练环境。灵活利用现有条件，为学生准备了24小时开放的创新实验室，提供微机和基本测控仪表，学生可随时刷校园卡进入开展科技活动。设立了行业分布合理的711个学生生产实习基地、5个认识实习基地和6个研究生就业实践基地。
（5）人才培养成果方面。从2007级本科生开始，超过75%的学生在毕业前参加过一次以上的课外科技活动（此前的比例约为40%）。近年来，电机系本科生持续不断在全国性科技竞赛中取得佳绩。其中最具代表性的是电机系本科生代表队经校内选拔，于2009、2011和2013年连续3次代表清华大学参加全国大学生“挑战杯”，并均获得一、二等奖（清华大学每年派出约6个代表队，电机系是唯一连续3次代表清华大学参赛并获奖的院系）。
（6）宣传推广方面。2011年清华大学教务处组织修订本科培养方案经验交流会，电机系受邀作为5个交流发言之一;2012年清华大学教务处组织卓越计划实施推进会，电机系受邀作为4个交流发言之一。电气工程实验教学中心在国家级实验教学示范中心联席会电子学科组中独树一帜，受邀在2011年工作会中发言。在全国教学刊物和会议上发表论文8篇，获得积极反响。